石墨烯熒光探針的設計及其用于谷氨酸和銅離子檢測的研究.pdf

1、實驗目的:
　　青光眼是眼科常見疾病，其發(fā)病過程中對視神經(jīng)產(chǎn)生不可逆的損害，是全球導致視力喪失的主要眼病之一，僅次于白內障，因而青光眼的防盲工作重點要放在早監(jiān)測早診斷早治療上（在發(fā)生明顯視神經(jīng)損害之前）。有研究表明視網(wǎng)膜細胞釋放過量的谷氨酸是導致青光眼的重要原因之一，青光眼視網(wǎng)膜也發(fā)現(xiàn)銅離子的蓄積，所以監(jiān)測眼部谷氨酸和銅離子含量具有重要意義，進而可以預防青光眼的發(fā)生。相比其它技術，熒光方法具有簡單、快速、高選擇性及高靈敏性等優(yōu)點而

2、倍受關注，并日益廣泛地應用在生物、環(huán)境和微量化學檢測中。將對生物分子或離子的識別信息轉換為熒光基團的光物理性質的改變，如熒光增強或減弱、光譜移動等變化，從而實現(xiàn)對分子或離子的檢測。本研究合成了系列石墨烯熒光化合物，發(fā)現(xiàn)將熒光發(fā)色基團引入到載體，獲得了水溶性良好、分別對谷氨酸鈉和銅離子選擇性高的石墨烯熒光化合物。
　　實驗方法:
　　一、石墨烯熒光探針的制備
　?。ㄒ唬┦晒饣衔颎AF（氧化石墨烯熒光體雜化物）的合

3、成
　　本實驗中氧化石墨烯采用改進的Hummers法制備。取確定質量的氧化石墨烯固體，超聲分散于一定體積的水中，得到已知濃度的氧化石墨烯分散液。利用氧化石墨烯和氨基熒光素為反應原料，采用一系列化學手段，使二者之間形成穩(wěn)定的酰胺鍵，從而得到功能化的氧化石墨烯，即熒光探針GAF。
　?。ǘ┦晒饣衔颎AP（氧化石墨烯萘基雜化物）的合成
　　取一定體積已知濃度的氧化石墨烯分散液，利用催化劑使羧基得以活化，加入一定量萘

4、胺的醇溶液，加熱，脫水縮合，生成了對銅離子具有高度選擇性的熒光探針GAP。
　　二、石墨烯熒光探針的表征
　　對石墨烯熒光化合物GAF和GAP的表征手段包括:利用傅立葉紅外光譜和X-射線光電子能譜實現(xiàn)了對化合物成分分析，利用透射電鏡、X-射線衍射儀、拉曼光譜實現(xiàn)了對物質形貌和微結構的分析，利用紫外可見分光光度計和熒光分光光度計實現(xiàn)了對電子躍遷的觀察。利用核磁實現(xiàn)了對有機物結構的分析。熱重分析揭示了物質熱穩(wěn)定性的情況。原子力顯

5、微鏡實現(xiàn)了對固體材料表面結構的分析。
　　三、石墨烯熒光探針選擇性及靈敏度的檢測
　?。ㄒ唬┦晒馓结楪AF的選擇性
　　取一定質量制備成功的石墨烯熒光探針GAF，溶于醇水混合溶劑中，反復超聲后，靜置，得均勻分散液。檢測多種氨基酸和糖類，通過對熒光探針GAF熒光強度的觀察，實現(xiàn)了對谷氨酸鈉的高度選擇性，具有高的靈敏度，可以檢測出低至0.5mg/L的濃度。
　　（二）石墨烯熒光探針GAP的選擇性
　　取一

6、定質量制備成功的石墨烯熒光探針GAP，溶于醇水混合溶劑中，反復超聲后，靜置，得均勻分散液。檢測多種具有生理功能的陽離子，通過對熒光探針GAP熒光強度的觀察，實現(xiàn)了對銅離子的高度選擇性，具有高的靈敏度，可以檢測出低至1 mg/L的濃度。
　　實驗結果:
　?。ㄒ唬┦晒馓结楪AF體系中，通過比較原料和目標產(chǎn)物的紅外、紫外光譜及熱穩(wěn)定性變化證實產(chǎn)物的成功制備。通過熒光分光光度計檢測了熒光探針GAF對各種氨基酸和糖類的響應情況

7、，實驗結果顯示對谷氨酸鈉具有高度的選擇性，且在不同濃度的谷氨酸鈉溶液中熒光強度不同。
　?。ǘ┦晒馓结楪AP體系中，我們對目標產(chǎn)物進行了紅外、紫外可見光譜、拉曼光譜、X-射線光電子能譜等表征證實了產(chǎn)物的成功制備。通過熒光分光光度計檢測了熒光探針GAP對生命體中的金屬離子的響應情況，實驗結果顯示對銅離子具有高度的選擇性，隨著銅離子濃度的增強，熒光探針GAP的熒光不斷下降。
　　實驗結論:
　　本研究首次發(fā)明并成功